CN107034538A - 一种渔用高强度聚乙烯单丝的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于渔业聚乙烯加工技术领域，具体涉及一种渔用高强度聚乙烯单丝的加工方法，包括原料配比、混合、共混、熔融挤出、水冷却、水热牵伸、上油、热液牵伸、收卷，得到单丝。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过在聚乙烯单丝原料中添加复合添加剂配合制备工艺条件的控制，有助于聚合物取向结晶，使其结晶度高，单丝内分子的聚态结构稳定紧密，所制得单丝的结节强度性能好，断裂伸长率达，单丝的断裂强度也有一定提高，能够提高在使用时网线的抗拉能力和耐磨能力，在不超出其弹性区间使用时，具有稳定性好、抗风浪性和滤水性，使用寿命延长，可推广使用。

Description

一种渔用高强度聚乙烯单丝的加工方法
技术领域
本发明属于渔业聚乙烯加工技术领域，具体涉及一种渔用高强度聚乙烯单丝的加工方法。
背景技术
聚乙烯是渔业生产中的主要渔具材料，广泛应用于拖网、网箱及围栏网等渔具，在渔业生产中，高强度材料对减少网具破损、提高网具滤水性能、节约原材料和渔用成本有重要意义，对具有运动过滤特性的拖网渔具，高强度材料的应用可减少网具阻力，扩大网具主尺度，条捕捞生产效率，高强度材料的应用可减少水流的网衣的水阻力，提高水体利用率和抗风浪性，近年来，随着国外超高强度纤维的商品化，已广泛应用于一些特殊行业，但由于特殊的原料以及加工工艺，导致价格较高，无法在渔业生产中大面积应用，因此，应当在现有技术：以常规HDPE原料、熔法纺丝和热牵引工艺设备为基础，研究高强度聚乙烯的生产方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种渔用高强度聚乙烯单丝的加工方法。
本发明是通过以下技术方案实现的： 一种渔用高强度聚乙烯单丝的加工方法，包括原料配比、混合、共混、熔融挤出、水冷却、水热牵伸、上油、热液牵伸、收卷，得到单丝，所述原料为高密度聚乙烯100份、低密度聚乙烯18-25份、聚酰胺8-15份、聚乙烯蜡6-10份和添加剂2-7份，所述添加剂包括以下重量份的原料：2,4-戊二酮缩甘氨酸席夫碱5.5-6.5份、N-二茂铁甲酰基甘氨酸2.8-3.4份、3-(4-苯基-1,3-二硫戊环-2-亚甲基)-2,4-戊二酮1.5-3.5份、对甲基苯磺酰谷氨酰胺2.4-3.6份、油酸聚乙二醇酯0.8-1.8份；所述水冷却温度为20-25℃；所述上油所用油剂为碳官能团改性硅油。
作为对上述方案的进一步改进，所述碳官能团改性硅油为氨氢基改性硅油、环氧烃基硅油、甲基丙烯酰氧烃基硅油、羟烃基硅油、氯烃基硅油或混合碳官能基硅油中的任意一种。
作为对上述方案的进一步改进，所述水热牵引的牵引比为6.7-7；所述上油的上油率为原料重量的0.8-1.2%；所述热液牵引的速度为8.2-8.5；所述卷绕的速度为2800-3000m/min。
作为对上述方案的进一步改进，所述挤出机操作工艺流程为：供料段温度185-195℃、压缩段温度为260-280℃、计量段温度为275-285℃、模头温度为280℃，挤出机的压力值为16-17MPa。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过在聚乙烯单丝原料中添加复合添加剂配合制备工艺条件的控制，有助于聚合物取向结晶，使其结晶度高，单丝内分子的聚态结构稳定紧密，所制得单丝的结节强度性能好，断裂伸长率达，单丝的断裂强度也有一定提高，能够提高在使用时网线的抗拉能力和耐磨能力，在不超出其弹性区间使用时，具有稳定性好、抗风浪性和滤水性，使用寿命延长，可推广使用。
具体实施方式
实施例1
一种渔用高强度聚乙烯单丝的加工方法，包括原料配比、混合、共混、熔融挤出、水冷却、水热牵伸、上油、热液牵伸、收卷，得到单丝，所述原料为高密度聚乙烯100份、低密度聚乙烯22份、聚酰胺12份、聚乙烯蜡8份和添加剂5份，所述添加剂包括以下重量份的原料：2,4-戊二酮缩甘氨酸席夫碱6份、N-二茂铁甲酰基甘氨酸3份、3-(4-苯基-1,3-二硫戊环-2-亚甲基)-2,4-戊二酮2.5份、对甲基苯磺酰谷氨酰胺3份、油酸聚乙二醇酯1.2份；所述水冷却温度为22℃；所述上油所用油剂为甲基丙烯酰氧烃基硅油，其中，所述水热牵引的牵引比为6.8；所述上油的上油率为原料重量的0.8-1.2%；所述热液牵引的速度为8.4；所述卷绕的速度为2800-3000m/min；所述挤出机操作工艺流程为：供料段温度185-195℃、压缩段温度为260-280℃、计量段温度为275-285℃、模头温度为280℃，挤出机的压力值为16-17MPa。
本实施例制备的单丝取向度达到72.4%，结晶度Xc达到68.25%，磨损体为60#砂，磨损试验时的试样长度为1000-1300mm，提供拉伸力学性能测试用试样的长度为500mm，在5N张力的耐磨度为1.08ind/tex。
实施例2
一种渔用高强度聚乙烯单丝的加工方法，包括原料配比、混合、共混、熔融挤出、水冷却、水热牵伸、上油、热液牵伸、收卷，得到单丝，所述原料为高密度聚乙烯100份、低密度聚乙烯18份、聚酰胺15份、聚乙烯蜡6份和添加剂7份，所述添加剂包括以下重量份的原料：2,4-戊二酮缩甘氨酸席夫碱6.5份、N-二茂铁甲酰基甘氨酸3.4份、3-(4-苯基-1,3-二硫戊环-2-亚甲基)-2,4-戊二酮3.5份、对甲基苯磺酰谷氨酰胺2.6份、油酸聚乙二醇酯0.8份；所述水冷却温度为20-25℃；所述上油所用油剂为氯烃基硅油，其中，所述水热牵引的牵引比为6.7；所述上油的上油率为原料重量的0.8-1.2%；所述热液牵引的速度为8.2；所述卷绕的速度为2800-3000m/min；所述挤出机操作工艺流程为：供料段温度185-195℃、压缩段温度为260-280℃、计量段温度为275-285℃、模头温度为280℃，挤出机的压力值为16-17MPa。
本实施例制备的单丝取向度达到72.6%，结晶度Xc达到67.96%，磨损体为60#砂，磨损试验时的试样长度为1000-1300mm，提供拉伸力学性能测试用试样的长度为500mm，在5N张力的耐磨度为1.07ind/tex。
实施例3
一种渔用高强度聚乙烯单丝的加工方法，包括原料配比、混合、共混、熔融挤出、水冷却、水热牵伸、上油、热液牵伸、收卷，得到单丝，所述原料为高密度聚乙烯100份、低密度聚乙烯25份、聚酰胺8份、聚乙烯蜡10份和添加剂2份，所述添加剂包括以下重量份的原料：2,4-戊二酮缩甘氨酸席夫碱5.5份、N-二茂铁甲酰基甘氨酸3.4份、3-(4-苯基-1,3-二硫戊环-2-亚甲基)-2,4-戊二酮3.5份、对甲基苯磺酰谷氨酰胺3.6份、油酸聚乙二醇酯1.8份；所述水冷却温度为20-25℃；所述上油所用油剂为环氧烃基硅油，其中，所述水热牵引的牵引比为7；所述上油的上油率为原料重量的0.8-1.2%；所述热液牵引的速度为8.5；所述卷绕的速度为2800-3000m/min；所述挤出机操作工艺流程为：供料段温度185-195℃、压缩段温度为260-280℃、计量段温度为275-285℃、模头温度为280℃，挤出机的压力值为16-17MPa。
本实施例制备的单丝取向度达到72.8%，结晶度Xc达到67.84%，磨损体为60#砂，磨损试验时的试样长度为1000-1300mm，提供拉伸力学性能测试用试样的长度为500mm，在5N张力的耐磨度为1.08ind/tex。
实施例4
将实施例1中添加剂去除，其他步骤与实施例1中相同。
本实施例制备的单丝取向度达到70.6%，结晶度Xc达到65.35%，磨损体为60#砂，磨损试验时的试样长度为1000-1300mm，提供拉伸力学性能测试用试样的长度为500mm，在5N张力的耐磨度为0.86ind/tex。
实施例5
将实施例1中冷却水温度替换为35℃，其他步骤与实施例1中相同。
本实施例制备的单丝取向度达到69.8%，结晶度Xc达到63.45%，磨损体为60#砂，磨损试验时的试样长度为1000-1300mm，提供拉伸力学性能测试用试样的长度为500mm，在5N张力的耐磨度为0.98ind/tex。
实施例6
将实施例1中上油步骤去掉，其他步骤与实施例1中相同。
本实施例制备的单丝取向度达到70.6%，结晶度Xc达到66.75%，磨损体为60#砂，磨损试验时的试样长度为1000-1300mm，提供拉伸力学性能测试用试样的长度为500mm，在5N张力的耐磨度为0.97ind/tex。
实施例7
将实施例1中水热牵引步骤去掉，其他步骤与实施例1中相同。
本实施例制备的单丝取向度达到68.4%，结晶度Xc达到64.35%，磨损体为60#砂，磨损试验时的试样长度为1000-1300mm，提供拉伸力学性能测试用试样的长度为500mm，在5N张力的耐磨度为0.95ind/tex。
以王鲁民等以熔融纺丝和热牵引工艺为基础制备的渔用SRPE单丝作为对照组，制备规格为34tex×15×3，直径为2mm的渔网，对其物理性能进行检测，测试仪器为RHZ-1600强力试验机，测试标准为GB 10028（SC5018-1988），检测结果如下：
表1
组别 断裂强度（N） 断裂伸长率（%） 结节强力（N）
实施例1 828.6 15.3 483.5
实施例2 827.5 15.5 482.6
实施例3 826.9 15.4 483.2
实施例4 804.3 13.2 434.7
实施例5 814.6 14.7 447.6
实施例6 823.5 15.1 481.5
实施例7 806.5 13.6 428.6
对照组 815.1 14.8 451.4
通过表1中数据结合耐磨实验结果可以看出，原料以及加工条件的改变均会对聚乙烯渔网丝的强度性能造成影响，需要协同作用才能达到强度较高、耐磨性较好的聚乙烯渔网。

Claims (7)

1.一种渔用高强度聚乙烯单丝的加工方法，其特征在于，包括原料配比、混合、共混、熔融挤出、水冷却、水热牵伸、上油、热液牵伸、收卷，得到单丝，所述原料为高密度聚乙烯100份、低密度聚乙烯18-25份、聚酰胺8-15份、聚乙烯蜡6-10份和添加剂2-7份，所述添加剂包括以下重量份的原料：2,4-戊二酮缩甘氨酸席夫碱5.5-6.5份、N-二茂铁甲酰基甘氨酸2.8-3.4份、3-(4-苯基-1,3-二硫戊环-2-亚甲基)-2,4-戊二酮1.5-3.5份、对甲基苯磺酰谷氨酰胺2.4-3.6份、油酸聚乙二醇酯0.8-1.8份；所述水冷却温度为20-25℃；所述上油所用油剂为碳官能团改性硅油。
2.如权利要求1所述一种渔用高强度聚乙烯单丝的加工方法，其特征在于，所述碳官能团改性硅油为氨氢基改性硅油、环氧烃基硅油、甲基丙烯酰氧烃基硅油、羟烃基硅油、氯烃基硅油或混合碳官能基硅油中的任意一种。
3.如权利要求1所述一种渔用高强度聚乙烯单丝的加工方法，其特征在于，所述水热牵引的牵引比为6.7-7。
4.如权利要求1所述一种渔用高强度聚乙烯单丝的加工方法，其特征在于，所述上油的上油率为原料重量的0.8-1.2%。
5.如权利要求1所述一种渔用高强度聚乙烯单丝的加工方法，其特征在于，所述热液牵引的速度为8.2-8.5。
6.如权利要求1所述一种渔用高强度聚乙烯单丝的加工方法，其特征在于，所述卷绕的速度为2800-3000m/min。
7.如权利要求1所述一种渔用高强度聚乙烯单丝的加工方法，其特征在于，所述挤出机操作工艺流程为：供料段温度185-195℃、压缩段温度为260-280℃、计量段温度为275-285℃、模头温度为280℃，挤出机的压力值为16-17MPa。
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